एक अद्भुत खोज से पता चलता है कि सूर्य से अरबों साल पहले हमारे सौर मंडल में पानी की उत्पत्ति हुई थी

V883 Ori एक शानदार प्रोटोस्टार है जिसका तापमान इतना अधिक है कि वह पानी को उसके आसपास की डिस्क में गैस में बदल देता है। पानी की उत्पत्ति का पता लगाने के लिए रेडियो खगोलविदों द्वारा इस गैस का अध्ययन किया जा सकता है। हाल ही में, ALMA अवलोकनों ने सत्यापित किया है कि हमारे सौर मंडल में पानी का वही स्रोत हो सकता है जो ब्रह्मांड के अन्य भागों में प्रोटोस्टार के आसपास के डिस्क में पाया जाता है – इंटरस्टेलर माध्यम। श्रेय: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), बी. सैक्सटन (NRAO/AUI/NSF)

ALMA ग्रह निर्माण में पानी के इतिहास को इंटरस्टेलर माध्यम में वापस खोजता है

प्रोटोस्टार V883 ओरी के चारों ओर बनने वाली डिस्क में पानी की टिप्पणियों से हमारे सौर मंडल में धूमकेतु और छोटे ग्रहों के निर्माण के बारे में सुराग मिले हैं।

पास के एक प्रोटोस्टार का अध्ययन कर रहे वैज्ञानिकों ने इसकी परिधि डिस्क में पानी का पता लगाया है। अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलिमीटर ऐरे (एएलएमए) के साथ किए गए नए अवलोकन इसकी संरचना में महत्वपूर्ण बदलाव के बिना एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में पानी की पहली पहचान का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन निष्कर्षों से यह भी पता चलता है कि हमारे सौर मंडल में पानी सूरज से अरबों साल पहले बना था। नई टिप्पणियों को 8 मार्च को जर्नल में प्रकाशित किया गया था प्रकृति।

इस कलाकार की छाप स्टार V883 ओरियोनिस के चारों ओर ग्रह बनाने वाली डिस्क को दिखाती है। डिस्क के बाहर पानी बर्फ के रूप में जम जाता है और इसलिए इसे आसानी से पहचाना नहीं जा सकता है। तारे से ऊर्जा का एक विस्फोट आंतरिक डिस्क को ऐसे तापमान तक गर्म करता है जहां पानी गैसीय होता है, जिससे खगोलविदों को इसका पता लगाने में मदद मिलती है।
इनसेट छवि इस डिस्क में अध्ययन किए गए दो प्रकार के पानी के अणुओं को दिखाती है: सादा पानी, जिसमें एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, और एक भारी संस्करण जहां हाइड्रोजन परमाणु को ड्यूटेरियम द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, हाइड्रोजन का एक भारी आइसोटोप।
श्रेय: ईएसओ/एल. कालजादा

V883 ओरियोनिस ओरियन के तारामंडल में पृथ्वी से लगभग 1,305 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक प्रोटोस्टार है। इस प्रोटोस्टार की नई टिप्पणियों ने वैज्ञानिकों को अंतरतारकीय माध्यम में पानी और हमारे सौर मंडल में पानी के बीच एक संभावित लिंक खोजने में मदद की है, यह पुष्टि करके कि उनकी संरचना समान है।

V883 Ori एक अनोखा प्रोटोस्टार है जिसका तापमान इतना गर्म है कि इसके आसपास की डिस्क में पानी गैस में बदल गया है, जिससे रेडियो खगोलविदों के लिए पानी की उत्पत्ति का पता लगाना संभव हो गया है। अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलीमीटर ऐरे (एएलएमए) का उपयोग करते हुए नई टिप्पणियों ने पहली पुष्टि प्रदान की कि हमारे सौर मंडल में पानी उसी स्थान से आ सकता है, जहां ब्रह्मांड में कहीं और प्रोटोस्टार के आस-पास डिस्क में पानी है: इंटरस्टेलर माध्यम। श्रेय: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), बी. सैक्सटन (NRAO/AUI/NSF)

“हम एक रास्ते के रूप में ब्रह्मांड के माध्यम से पानी के रास्ते के बारे में सोच सकते हैं। हम जानते हैं कि अंतिम बिंदु क्या दिखते हैं, जो ग्रहों और धूमकेतुओं पर पानी हैं, लेकिन हम उस रास्ते को वापस पानी की उत्पत्ति के लिए ट्रेस करना चाहते थे। नए पर प्रमुख लेखक पेपर। ”अब से पहले, हम पृथ्वी को धूमकेतुओं के साथ, और प्रोटोस्टार्स को इंटरस्टेलर माध्यम के साथ जोड़ सकते थे, लेकिन हम प्रोटोस्टार्स को धूमकेतुओं के साथ नहीं जोड़ सकते थे। V883 ओरी ने इसे बदल दिया है, यह साबित करते हुए कि इस प्रणाली में और हमारे सौर मंडल में पानी के अणुओं में ड्यूटेरियम और हाइड्रोजन का समान अनुपात है। “

उपयोग[{” attribute=””>ALMA, astronomers have detected the chemical signature of gaseous water in the planet-forming disc V883 Orionis. This acts as a timestamp for the water’s formation, allowing us to trace its journey. Credit: ESO

Observing water in the circumstellar disks around protostars is difficult because in most systems water is present in the form of ice. When scientists observe protostars they’re looking for the water snow line or ice line, which is the place where water transitions from predominantly ice to gas, which radio astronomy can observe in detail. “If the snow line is located too close to the star, there isn’t enough gaseous water to be easily detectable and the dusty disk may block out a lot of the water emission. But if the snow line is located further from the star, there is sufficient gaseous water to be detectable, and that’s the case with V883 Ori,” said Tobin, who added that the unique state of the protostar is what made this project possible.

V883 Ori’s disk is quite massive and is just hot enough that the water in it has turned from ice to gas. That makes this protostar an ideal target for studying the growth and evolution of solar systems at radio wavelengths.

अधिकांश समय, प्रोटोतारों के आस-पास की डिस्क में पानी बर्फ के रूप में होता है, जो कभी-कभी तारे से लंबी दूरी तक फैला होता है। V883 Ori के मामले में, हिम रेखा तारे से 80 इकाई तक फैली हुई है; यह पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी का 80 गुना है, जैसा कि इस एनिमेशन में दिखाया गया है। लेकिन V883 Ori में तापमान इतना गर्म है कि इसकी डिस्क की अधिकांश बर्फ गैस में बदल गई है, जिससे रेडियो खगोलविदों के लिए उस पानी का विस्तार से अध्ययन करना संभव हो गया है। अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलीमीटर एरे (ALMA) का उपयोग करते हुए नई टिप्पणियों से पता चलता है कि V883 ओरी की डिस्क में पानी की मूल संरचना हमारे सौर मंडल में वस्तुओं पर पानी के समान है। यह इंगित करता है कि हमारे सौर मंडल में पानी सूरज से अरबों साल पहले इंटरस्टेलर माध्यम में बना था। श्रेय: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), जे. टोबिन, पी. सैक्सटन (NRAO/AUI/NSF)

एएलएमए में राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन कार्यक्रम अधिकारी जो पेस्की ने कहा, “यह अवलोकन एएलएमए उपकरण की उल्लेखनीय क्षमताओं पर प्रकाश डालता है, जिससे खगोलविदों को पृथ्वी पर जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण कुछ अध्ययन करने में मदद मिलती है: पानी।” “पृथ्वी पर हमारे लिए महत्वपूर्ण मूलभूत प्रक्रियाओं को समझना, और जो आकाशगंगा से बहुत दूर दिखाई देती हैं, यह भी हमारे ज्ञान को सूचित करती है कि प्रकृति सामान्य रूप से कैसे काम करती है, और हमारे सौर मंडल के लिए होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में जो हम जानते हैं उसे विकसित करने के लिए होना चाहिए आज।”

V883 Ori के प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में पानी को हमारे सौर मंडल में जोड़ने के लिए, टीम ने ALMA के अत्यधिक संवेदनशील बैंड 5 (1.6 मिमी) और बैंड 6 (1.3 मिमी) रिसीवर का उपयोग करके इसकी संरचना को मापा और पाया कि यह प्रत्येक चरण के बीच अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रहता है। सौर मंडल के गठन का क्रम: प्रोटोस्टार, प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क और धूमकेतु। इसका मतलब है कि हमारे सौर मंडल में पानी सूर्य, ग्रहों और धूमकेतुओं के बनने से बहुत पहले बना था। हम पहले से ही जानते थे कि इंटरस्टेलर माध्यम में बहुत अधिक पानी की बर्फ है। हमारे परिणाम बताते हैं कि इस पानी को इसके गठन के दौरान सीधे सौर मंडल में शामिल किया गया था, मिशिगन विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री और पेपर के लेखकों में से एक मेरिल वैन ते हॉफ ने कहा। “यह रोमांचक है क्योंकि यह इंगित करता है कि अन्य ग्रह प्रणालियों को भी महत्वपूर्ण मात्रा में पानी प्राप्त हुआ होगा।”

हमारे सौर मंडल में पानी की उत्पत्ति की खोज करते समय, वैज्ञानिक पृथ्वी से 1,305 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक अद्वितीय प्रोटोस्टार V883 ओरियोनिस पर बस गए हैं। अन्य प्रोटोस्टारों के विपरीत, V883 Ori के आस-पास परिस्थितितारकीय डिस्क इतनी गर्म है कि इसमें पानी बर्फ से गैस में बदल गया है, जिससे वैज्ञानिकों के लिए एटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलिमीटर ऐरे (ALMA) जैसे रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करके इसकी संरचना का अध्ययन करना संभव हो गया है। ). प्रोटोतारे के रेडियो प्रेक्षणों से पानी (नारंगी), धूल की लकीर (हरा), और आण्विक गैस (नीला) की उपस्थिति का पता चलता है जो दर्शाता है कि इस प्रोटोतारे पर पानी हमारे सौर मंडल में वस्तुओं पर पानी के समान है, और हो सकता है एक ही मूल। श्रेय: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), जे. टोबिन, बी. सैक्सटन (NRAO/AUI/NSF)

धूमकेतु और छोटे ग्रहों के विकास में पानी की भूमिका को स्पष्ट करना यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि हमारा सौर मंडल कैसे विकसित हुआ। यद्यपि ऐसा माना जाता है कि सूर्य सितारों के घने समूह में बना है और V883 ओरी अपेक्षाकृत अलग-थलग है, जहां आस-पास कोई तारे नहीं हैं, दोनों में एक महत्वपूर्ण बात समान है: वे दोनों विशाल आणविक बादलों में बने हैं।

“यह ज्ञात है कि इंटरस्टेलर माध्यम में पानी का बड़ा हिस्सा बादलों में छोटे धूल के दानों की सतह पर बर्फ के रूप में बनता है। जब ये बादल अपने गुरुत्वाकर्षण के तहत ढह जाते हैं और नए तारे बनाते हैं, तो पानी उनके चारों ओर की डिस्क में समाप्त हो जाता है।” आखिरकार, डिस्क विकसित होती है और बर्फीले धूल के दाने ग्रहों और धूमकेतुओं के साथ एक नई सौर प्रणाली बनाने के लिए जम जाते हैं, ”लीडेन विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री और कागज पर एक सह-लेखक मार्गोट लेमकर ने कहा। “हमने दिखाया है कि बादलों में पैदा होने वाला पानी लगभग अपरिवर्तित इस पथ का अनुसरण करता है। इसलिए, V883 ओरी की डिस्क में पानी को देखकर, हम समय में पीछे देख रहे हैं और देख रहे हैं कि जब हमारा सौर मंडल बहुत छोटा था तो कैसा दिखता था ।”

V883 ओरियोनिस ओरियन के तारामंडल में पृथ्वी से लगभग 1,305 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक प्रोटोस्टार है। श्रेय: ईएसओ/आईएयू और स्काई एंड टेलिस्कोप

टोबिन ने कहा, “अब तक, हमारे सौर मंडल के विकास में जल श्रृंखला रुकी हुई है। V883 ओरी इस मामले में गायब कड़ी है, और अब हमारे पास धूमकेतु और प्रोटोस्टार से लेकर इंटरस्टेलर माध्यम तक जल श्रृंखला में एक अटूट श्रृंखला है। ”

इस खोज पर अधिक जानकारी के लिए, पृथ्वी पर जल हमारे सूर्य से भी पुराना है देखें।

संदर्भ: जॉन जे. टोबिन, मेरिल एलआर वैन होव, मार्गोट लेम्कर, इवेन एफ. वैन डिशोइक, टेरेसा पानेकी-कारिनो, केंजी फुरुया, डैनियल हार्सोनो, मैग्नस एफ द्वारा “ड्यूटेरियम-समृद्ध जल बाइंड्स प्लैनेट-फॉर्मिंग डिस्क्स टू कॉमेट्स एंड प्रोटोस्टार्स” पियर्सन, एल्ज़िडोर क्लीव्स, पैट्रिक डी। शीहान और लुकास सिज़ा, 8 मार्च, 2023, यहां उपलब्ध हैं। प्रकृति.
डीओआई: 10.1038/एस41586-022-05676-जेड